调压室水力试验

水电站试验用调压室水压试验目录1.实验的目的.22.实验任务和要求.23.实验设备和模型数据.24.实验结果.3问题1:描述阻抗式和差动式调压室中实验观察到的水力现象.3问题2:根据阻抗式调压室的模型数据，用解析法得出上水箱水位高、负荷损失后调压室的最高水位，并对其进行了分析.4与实验结果进行了比较问题3:比较水力现象.6在相同的实验条件下通过微分型和阻抗型观察问题4:在相同的参考流量下，比较不同导流管长度对阻抗式调压室水力现象的影响.8问题5:比较不同阻抗孔口面积对差动调压室水力现象的影响.9V.实验的成就和不足.9第9页实验三调压室水力实验1.实验目的1、增强对调压室水力现象的感性认识，验证和巩固理论知识。2.对水电站水工模型试验方法的初步认识。3.紧密联系理论和实践，培养用所学理论知识分析实际问题的能力。2.实验任务和要求使用阻抗浪涌室和浪涌室试验台的差动浪涌室进行以下实验：1.当上部水箱的高水位为149厘米，流量从满负荷突然下降到零(相当于水电站正常水位下降所有负荷)时，观察并记录阻抗和差动调压室水位波动和稳定所需的时间。2.当上水箱的低水位为145厘米时，流量突然从零增加到满负荷(相当于水电站的死水位增加了部分负荷)，所有负荷都被丢弃。观察阻抗式和差动式调压室水位波动过程中的所有水力现象，以确定最低水位、水位稳定所需的时间，并观察调压室水位波动衰减过程。3.观察并记录不同管道长度和不同阻抗孔面积对调压室水位波动幅度的影响。3.实验设备和模型数据1.实验设备调压室水力模型由上水箱、管道、调压室、阀门、电磁流量计、下水箱和循环泵组成。水由上水箱通过水管引入调压室，经过调压室后通过水管引入电磁流量计，最后流入下水箱，由水泵泵入上水箱形成循环。回水管道上设有手动快速阀，用于快速改变水管的流量，使调压室中的水位发生波动，还设有尾水闸阀，用于调节流量，以满足实验要求。调压室的大室壁和立管上设有标尺，可以直接读取从引水管道到调压室的水位波动和水头损失的最高和最低值。波动稳定时间可以用秒表测量。调压室水位波动期间的最高水位、最低水位以及上下水箱中的水位可通过固定在相应位置的标尺通过目视检查手动记录。通过计算机数据采集系统，可以完成调压室水位波动过程线和管道中的流量。其过程如下：LGY-3A波高计将调压室水位波动过程转换成电压信号，并送至计算机数据采集系统。LDZ-4B电磁流量计将水管参考流量转换成电压信号，并将其发送到计算机。计算机数据采集系统自动记录这些信号，并将它们存储在硬盘中以供分析和使用。在完成实验前的所有准备工作后，进入测试程序。步骤如下：a、打开电脑，双击桌面上的“测试台程序”图标；进入“何海大学水电站非恒定流实验数据采集系统”界面；点击鼠标进入“传感器初始状态检测”界面；D.界面右下方依次显示“再现”、“退出”、“调零”和“确定”四个按钮，点击“确定”按钮；e .弹出“进入实时测量”和“传感器校准”界面，选择“进入实时测量”，点击“确定”；f .在弹出的界面中选择本次测试所需的传感器，选择是否所有传感器都显示在同一坐标中，点击“确定”；G.在弹出的界面中，粗鲁地显示“文件名”、“采样时间”和“最大水头”。单击确定。在弹出界面中，显示“上次相同名称的数据文件将被覆盖”。单击确定进入测量过程。2.数据模型(1)引水管阻抗式调压室引水管长度：短管L1=170厘米，长管L2=370厘米；差动调压室导流管长度：短管L1=170厘米，长管L2=370厘米；导流管内径=5厘米(2)调压室阻抗浪涌室中的刚度D1=10厘米差动调压室的内径D1为10厘米。差动调压室立管内径d=5厘米差动调压室立管高度Z=58.5cm厘米(3)调压室水力模型数据水位：(高水位)上水箱的水位为149厘米，下水箱的水位为0厘米。(低水位)上水箱145厘米，下水箱0厘米流量：水泵的额定流量为5，通过导流通道的流量根据电磁流量计每次测试的读数计算。4.实验结果问题1:描述在阻抗和差动调压室中实验观察到的水力现象。阻抗浪涌室：1.当流量突然下降到0时，调压室水位迅速上升，达到最高点后开始下降，下降到最低点后再次上升，上升到第二个最高点后再次下降。调压室水位上下波动，但振幅随时间减小。最后，缓冲罐水位稳定在水箱水位附近。2.当流量突然从0增加到最大值时，调压室水位迅速下降到最低点，然后小幅上下波动，直至稳定。差动调压室：1.当流量突然下降到0时，立管水位开始迅速上升，大室水位也迅速上升，但低于立管水位。在立管和大腔室之间形成水位差。当立管的水位超过溢流顶时，水体溢流进入大腔室，大腔室的水位迅速上升，最终与立管的水位齐平。两者的水位一起上升到最高点，然后开始下降，达到最低水位后再次上升，调压室水位上下波动，但幅度随时间减小。最后，调压室的水位在上部水位附近稳定2.当流量突然从0增加到最大值时，立管中的水位和大室中的水位都迅速下降，但立管中的水位下降速度比大室中的要快。最后，立管和大室中的水位都下降到最低点。此后，水位又上升又下降，上下波动幅度很小，直到达到稳定的水位。问题2:根据da模型导流隧洞流量=5 * 0.79038=3.9519；a=3.14159 * 5 * 5/4=19.635；导流明渠的流量V=/A=3.9519/(3600 * 19.635)* 10000=0.5591；从水工设计手册7水电站建筑物，我们可以发现：阻抗系数；4.522；0.0387；从公式中；试着计算：因此阻抗短管高水位倾倒时，调压室最高水位=149.3.350=152.350厘米(2)分析和结论实验测得的最高水位=154.454厘米相对误差=结论：实验计算的调压室最高水位与理论计算的水位接近，说明实验结果是合理的。2、阻抗式长管高水位甩负荷计算：(1)计算过程：水库高水位调压室初始水位交通电磁流量计读数导管长度压头损失阻抗孔直径调压室直径导流渠道直径149厘米128.501厘米576.019%370厘米20.499厘米5厘米10厘米5厘米导流隧洞流量=5 * 0.76019=3.80095；a=3.14159 * 5 * 5/4=19.635；导流明渠的流量V=/A=3.80095/(3600 * 19.635)* 10000=0.5377；从水工设计手册7水电站建筑物，我们可以发现：阻抗系数；3.0826；0.0665；从公式中；试着计算：因此阻抗式长管高水位倾倒时，调压室的计算最高水位为=1495.886=154.886厘米(2)分析和结论实验测得的最高水位=156.578厘米相对误差=结论：实验计算的调压室最高水位与理论计算的水位接近，说明实验结果是合理的。问题3:在相同的实验条件下，比较微分模型和阻抗模型观察到的水力现象。1.甩负荷期间：图2图1在相同的实验条件下，如图1和图2所示，即上水库既有短管又有低水位，差动调压室最高水位为152.807厘米，最低水位为143.582厘米，最大振幅为9.255厘米；阻抗式调压室的最高水位为148.455厘米，最低水位为140.702厘米，最大振幅为7.753厘米因此，在相同的实际条件下，差动调压室的最高水位大于阻抗调压室的最高水位。虽然最低水位也大于阻抗式调压室，但差动式调压室的最大振幅大于阻抗式调压室，即差动式调压室水位波动明显，但差动式调压室的稳定时间较差，动态调压室较短。我们可以看到差动调压室的稳定水位高于阻抗调压室的稳定水位。分析如下：差动调压室启动水位133.0厘米，稳定水位147.3厘米，调节差14.3厘米；阻抗式调压室的水位为127.9厘米，稳定水位为144.1厘米，调节差为16.2厘米。从以上数据可以看出，甩负荷后，一部分流量进入调压室，一部分流量流向上游水库。然而，储存在差动调压室中的流量较少，流向上部储槽的流量较多。上水库中多余的水从溢流堰排放到下水库。由于流量大，过堰流速也大，流速水头高，差动调压室稳定水位也高。调压室稳定后，水流不流动，也没有水头损失，因此调压室水位在水库高水位时稳定。2.当增加负载时(在图1和2中的实验水位稳定后增加负载):图4图3在相同的实验条件下，如图3和图4所示，即上水库既有短管又有低水位，可以看出差动调压室水位波动明显较小，阻抗式水位波动不明显，差动式波动稳定时间较差，动态式波动较短。从图中还可以看出，两个调压室的水位在负荷增加时迅速下降，但随后没有明显的波动。我的分析如下：在负荷增加期间，压力管道流量由调压室流量和引水渠道流量补充。起初，由于上游进水口和阀门之间的距离，阀门处的流量主要是供应的在相同的实验条件下，如图5和图6所示，即在相同的引水量和流量以及上水库低水位的条件下，阻抗调压室(长管)的最高水位为150.545厘米，最低水位为139.118厘米，最大振幅为11.427厘米；阻抗浪涌室(短管)的最大水位为148.455厘米，最小水位为140.702厘米，最大振幅为7.753厘米这是因为引水管越长，水锤反射的时间就越长。因此，管道越长，调压室水位上升的最大水位越高，最低水位越低，最大振幅越大，水位达到稳定的时间越长。问题5:比较不同阻抗孔口面积对差动调压室水力现象的影响。实验中差动调压室的阻抗口面积是一个固定值，不能描述其水力现象。然而，理论分析如下：阻抗端口的面积将影响差动调压室的最高和最低水位。如果阻抗端口太小，在立管停止溢流后，大腔的水位不会到达立管的顶部，因此大腔的功能不能充分发挥。另一方面，如果阻抗端口的面积太大，那么大的腔室将过早充满，并且立管将被淹没，从而失去立管限制水位上升的功能。之后，水位会上升，其工作状态相当于一个简单的圆管调压室。5.实验的成就和不足1.在甩负荷过程中，试验发现调压室水位高于上水库水位，这是由于试验模型的上水库面积不够大，当导流槽水流流向上水库时，上水库水位上升。但在实际工程中，上水库的面积很大，当引水渠道的水流流向上水库时，上水库的水位基本不变，所以实际上调压室的稳定水位与上水库的稳定水位相同。2.调压室的最高水位是建立调压室高度的基础。用解析法计算调压室最高水位相对方便，但由于水头损失等因素，精度无法保证。因此，分析方法通常用于最初确定调压室的尺寸，然后有必要进一步验证调压室的尺寸是否满足要求。3.通过实验，我们对差动式调压